素養解構：概念教學中發展學生化學核心素養

楊壯宇，謝少珺

（1.廣東省實驗中學，廣東 廣州；2.廣州市南武中學，廣東 廣州）

一、研究背景

學科課程與學生核心素養的發展密切相關[1]。化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是學生綜合素質的具體體現，反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求，全面展現了化學課程學習對學生未來發展的重要價值[2]。

化學基本概念作為提升化學學科核心素養的“支點”，其建構和發展對于凸顯化學學科特點、培養學科能力、形成學科思想和體現學科價值而言具有舉足輕重的地位[3]。如何在教學實踐中圍繞“化學學科核心素養”的要求，把化學概念課上得生動形象，是一線化學教師反復研討的教研主題之一。

DorothyGabel指出，化學的復雜性就在于其包含了宏觀、微觀、符號三種水平的學習[4]。借助化學符號來實現微觀世界的宏觀化，有助于提高學生在宏觀、微觀和符號三個方面的學習水平?；瘜W核心素養中的“宏觀辨識與微觀探析”是從分子、原子層次對物質結構、性質、能量轉變等及其相互關系的基本認識[5]，既是化學學科重要的觀念，又是化學問題解決的思維視角。

分子、原子對于九年級的學生來說，在小學自然、初中生物、物理課中都有涉及，但由于學生缺乏認知的感性基礎，并且其中抽象概念（分子、原子、離子等）比較集中，學習難度偏大。怎樣才能幫助學生學會用微粒的觀點看物質，發展宏觀辨識與微觀探析的素養尤為重要。

二、基于化學核心素養的教材分析

從“分子和原子”這個課題開始，學生將從化學認識物質的角度，對微觀世界進行一系列循序漸進的探究。根據化學學科核心素養的內容，以及《2018年廣州市初中畢業生學業考試化學考試大綱》的要求，結合本課題的知識特點，明確本節教學內容適合用于發展的核心素養為“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“實驗探究與創新意識”和“科學精神與社會責任”。

經過前面兩個單元的學習，大部分學生開始對化學產生了好奇心，也開始有了一系列疑問，比如“物質到底由什么構成的？”，“物質之間發生變化的原因是什么？”等。同時，學生已有的宏觀表象，對微觀想象的發展有一些阻礙，所以首先利用分子模型來認識分子，教學過程中將其設計為一個簡單的探究過程，學生通過觀察對比發現組成分子的不同情況，建立“模型”與“符號”之間的簡單關系；通過實例分析由分子構成的物質在發生物理變化和化學變化時的不同情況，在微觀與宏觀之間做相應的切換；接著設計一個探究實驗，通過氧氣助燃性的變化，著重理解“分子保持物質化學性質”這一個比較抽象的概念，進而理解原子的相關定義，最后能夠用這種理解去分析相應的物質變化情況。

三、基于發展化學學科核心素養的教學設計片段

在“分子和原子”一課中，學生最難理解的就是“分子是保持物質化學性質的最小粒子”，如果老師光舉例說明，那么學生只能“似懂非懂”。學生的主要困難是缺乏微觀想象力，怎樣結合他們的思維特點以及學過的知識來設計這節課，把抽象的概念具體化、形象化，有助于學生的真正理解？下面以實驗探究“分子的定義”的教學設計片段為例進行闡述。

表1 探f究“分子的定義”的教學設計片段1

表2 探究“分子的定義”的教學設計片段2

四、基于化學核心素養的概念教學建議

基本概念的掌握是化學學習和研究的基礎，是學生構成完整知識體系的必要組成部分，概念的教學就是中學化學教學的重點，如何基于化學核心素養開展概念課的教學，筆者認為，主要有以下兩個方面：

1.以“素養”為因，提升對素養的認識與理解

化學核心素養將化學知識與技能的學習、化學思想觀念的建構、科學探究與問題解決能力的發展、創新意識和社會責任感的形成等多方面的要求融為一體，體現了化學課程在幫助學生形成未來發展需要的必備品格和關鍵能力中所發揮的重要作用。

將核心素養從理論框架構建落實到化學課堂中，首先就要對核心素養有全面的認識與理解。比如對“宏觀辨識與微觀探析”的內涵的理解，因其涉及物質及其構成微粒的關系，物質及其變化的辨識、探析和表征等，內涵十分豐富，所以不能只看到“宏觀、微觀”幾個簡單的詞，也不能僅從化學一般概念或原理層面進行理解。將化學核心素養的內容與教學目標相結合，在教學中盡可能使化學學科核心素養的內涵和價值“顯性化”，從而使學生樹立核心觀念，發展核心素養。

2.以“素養”為本，分析組織教學素材

人教版教材中對分子的定義為：“由分子構成的物質，分子是保持其化學性質的最小粒子”，關于這個定義的理解，也是本課題的難點之一。微觀粒子因其抽象性，使很多學生都產生了畏難退縮的學習情緒，尤其是怎樣從化學的角度理解兩個“最小”的含義，也是一直讓學生糾結的問題，因此筆者嘗試從化學核心素養的角度解析組織教材內容，具體分析如下：

（1）從“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的素養角度解析：分子定義中，“保持”一詞意味著分子一旦被破壞，原物質的性質就要發生改變，這體現了核心素養中的“變化思想”。分子只保持物質的化學性質，不包括物理性質，因為物質的物理性質是大量分子的集合體表現出來的，如色、味、態等，而單個分子是肉眼看不到的，所以表現不出來這樣的性質。因此需要教師引導學生通過觀察、辨識一定條件下物質及其變化的宏觀現象，從而形成“宏觀辨識與微觀探析”的素養。

結合這個定義的特點，筆者以氧氣的兩種變化為情境，借助蠟燭燃燒與熄滅的探究實驗，讓學生基于觀察和實驗等方法獲取氧氣助燃性的變化事實并進行分析推理，在微觀的角度思考由于氧分子的消耗和重新獲得，而導致蠟燭燃燒的變化情況。通過氧氣助燃性的變化，理解“分子保持物質化學性質”這個比較抽象的概念，培養學生運用證據推理和模型化思想解決相關化學問題的能力和品質。

（2）從“證據推理與模型認知”和“實驗探究與創新意識”的素養角度解析：圍繞對實驗現象的分析，在演示實驗之后，通過設置問題串啟發學生的自主思考，引導學生形成猜想和假設，基于“證據推理”得出結論并作出解釋，同時能對科學探究過程和結果進行交流、評估和反思，培養學生尊重事實和證據，獨立思考，敢于提出創造性見解的品質，形成“實驗探究與創新意識”的素養。

（3）從“科學精神與社會責任”的素養角度解析：化學概念的學習，一般需要通過對物質世界的宏觀事物及其變化的觀察和實驗探究。尤其是關于分子、原子這類抽象性概念的學習，不僅要充分利用直觀教具（比如分子模型、概念圖等）、現代教學技術等手段，使抽象的知識形象化、直觀化，還需要借助化學實驗，為學生提供實驗上的感知與驗證，讓他們通過實驗探究的宏觀現象進而“看到”分子是什么。這有助于學生從微觀角度認識物質的性質及其變化，通過科學探究和對比實驗，引導學生認識化學科學的本質和的價值，逐漸形成對化學科學技術應有的科學精神和社會責任感。